火电厂优化运行评价系统及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种火电厂优化运行评价系统及其方法，涉及火电评价技术。本系统是发电机组（100）、电厂运行监测器（101）、数据统计处理器（102）、评价指标计算器（103）和数据发布器（104）依次连接。本方法是：①定义边界建立索引；②建立耗差分析系统；③建立基准数据库；④计算评价指标；⑤建立制度系统。本发明消除了外界因素对评价结果的影响；便于计算和统计，可充分发挥制度系统的优点避免值与值出现的恶意竞争；便于实现标准化管理；最终实现电厂的优化运行。
【专利说明】火电厂优化运行评价系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及火电评价技术，尤其涉及一种火电厂优化运行评价系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 目前，我国各大火电厂主要采用一种小指标竞赛的运行人员评价系统，通过对数 据的采集W及对各小指标的考核来实现对运行人员的评价；然而该系统易受外部条件影 响，既不能反映机组经济水平，也无法反映指标波动，无法实现对运行操作的指导作用。
[0003] 传统评价系统级考核小指标为基准，有的引入了耗差分析系统作为小指标竞 赛权重设置依据。通过对国内五大发电企业的调研，得到我国目前对于火电机组小指标标 准值确定主要有W下几种： 1) 采用制造厂提供的设计值； 2) 采用火电机组热力试验的结果； 3) 采用变工况热力计算的结果； 4) 采用历史数据的统计值； 5) 自动寻优确定； 6) 数据挖掘技术。
[0004] 该种管理在实际运行中存在着比较明显的弊端： ①传统考核的小指标多为运行人员操作的结果，并非运行人员的操作行为。
[0005] ②传统的考核是用运行人员操作的结果(H级小指标）来考核操作人员的总体结 果(煤耗)，对运行人员的实际操作没有指导意义； ③ 传统的小指标考核中，有些小指标受运行的不可控因素影响较大，不适合对运行人 员进行考核； ④ 小指标竞赛管理办法陈旧，部分指标和经营业绩存在冲突，小指标竞赛办法不能充 分调动员工的积极性，耗差分析和小指标管理关联性不强； ⑥耗差分析和小指标竞赛对指导生产存在滞后性，不利于持续提高火电厂的运行管理 水平。
[0006] 因此该种考核方式不尽合理。基于上述情况，根据火电厂运行的要求，需要寻求一 种新的评价系统来准确评价运行人员的调整水平，为运行人员操作提供指导并激励操作员 向最优靠塊，建立新的管控模式，实现运行优化的进步。
[0007] 需要注意的是；传统的H级小指标评价系统中所指的最优为某一时刻的煤耗最 低，本发明中则是指在火电厂现有的设备条件下，基于六西格玛统计学的思想，提高整个系 统的抗干扰能力，综合考虑安全、经济和环保等边界因素，实现稳定性和可持续性，从而最 终达到长时间下的最优。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为解决现有小指标竞赛管理的不足，提供一种火电厂优化运行评 价系统及其方法，从而建立新的管控模式，实现运行优化的持续进步，并能够真实评价运行 人员调整水平，为运行人员操作提供指导，持续优化并激励操作员向最优靠塊。
[0009] 本发明的目的是该样实现的： 一、火电厂优化运行评价系统 本系统WDCS、SIS系统进行电厂运行数据采集，通过MINITAB软件对数据进行统计、分 析，在此基础上进行经济运行指标计算，进而发布数据，对运行人员进行考核评价和运行管 理，实现对运行人员的操作行为的真实评价，最终实现火电厂运行优化的持续进步。
[0010] 本优化运行评价系统的前置包括数据的采集、统计和分析，采集部分由DCS、SIS 系统组成；数据采集后通过MINITANB软件在后台进行统计与分析；在数据的采集、统计和 分析完成后，评价指标计算通过在后台的指标计算器实现，并发布数据。
[0011] 具体地说，本系统包括工作对象；发电机组； 设置有电厂运行监测器、数据统计处理器、评价指标计算器和数据发布器； 其连接关系是：发电机组、电厂运行监测器、数据统计处理器、评价指标计算器和数据 发布器依次连接。
[0012] 二、火电厂优化运行评价方法 本优化运行评价方法包括下列步骤： ① 定义边界建立索引 通过边界条件设定消除不可控噪音，边界条件主要有煤种边界、负荷边界、设备边界和 环境温度边界； ② 建立耗差分析系统 依据最优工况数据库和关键可控因子对煤耗影响量回归方，建立关键可控因子的耗差 分析系统，采用动态基准参数计算方法和六西格玛统计学思想计算新的耗差函数； ③ 建立基准数据库 通过大量的数据分析与试验得到，基准数据库代表了各个工况下的最优控制策略，并 且随着边界的改变而改变； 基准数据库中关键可控指标代表了机组的特定工况，具有唯一性； 基准指标的变化范围及对优化运行的影响量主要是通过理论计算和MINITAB相关软 件统计分析得出； ④ 计算评价指标 100-单项耗差值/耗差可控范围值X单项权重 其中： 单项耗差值为耗差函数=实际参数-基准参数， 耗差可控范围值为由因子试验或统计分析产生的六个标准差变动范围值对应的耗差 值， 单项权重为单项指标耗差可控范围值/公司或部口确定的用于计入优化运行指标评 价的所有可控参数对应的耗差可控范围值的总和； ⑥建立制度系统 主要包括建立索引工况选取细则，选择合适基准值，依据实际情况选择合理的可控因 子作为优化运行的考核指标，建立业绩评价细则，设定指标计算得分等级划分，实施动态考 核，最后建立完善机制，对系统进行维护和更新。
[0013] 本发明具有下列优点和积极效果： ① 分层设定边界(煤种边界、负荷边界、设备边界和环境边界)，消除了外界因素对评价 结果的影响； ② 评价指标计算采用百分值，便于计算和统计，可充分发挥制度系统的优点，体现了公 平性； ③ 通过实际指标和基准指标对比，而不采用值与值之间竞赛的方案，避免值与值出现 的恶意竞争； ④ 实际指标均与基准指标对比，修正基准指标即产生相应的引导作用，可迅速转化运 行优化成果； ⑥ 公司（部口）可灵活选取参与评价的指标，指标可控范围科学合理，权重设置依据耗 差分析，可实现大指标与小指标评价的一致性； ⑧设置关键可控小指标评价，运行人员操作目标统一且明确，业绩可见，便于实现标准 化管理； ⑦ 可实现运行评价同耗差分析系统有机结合，通过关键可控指标标定最优工况，并进 行管控，避开耗差计算不准确的缺陷，发挥耗差分析的特长。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是本系统的结构方框图，图中： 100- 发电机组， 101- 电厂运行监测器， 102- 数据统计处理器， 103- 评价指标计算器， 104- 数据发布器； 图2是本方法的步骤图； 图3是本方法的建立基准数据库子流程图； 图4是本方法的评价指标计算子流程图； 图5是本方法的建立制度系统子流程图。
[001引英译汉 1、 DCS (Distributed Control System);集散控制系统； 2、 SIS (Supervisoiy Information System);监测信息系统。
【具体实施方式】 [001引一、系统 1、总体 如图1，本系统包括工作对象：发电机组100 ; 设置有电厂运行监测器101、数据统计处理器102、评价指标计算器103和数据发布器 104 ； 其连接关系是：发电机组100、电厂运行监测器101、数据统计处理器102、评价指标计 算器103和数据发布器104依次连接。
[0017] 2、功能部件 下述功能部件均为通用设备。
[001引 0)发电机组100 发电机组100指火力发电机组。
[0019] 1)电厂运行监测器101 电厂运行监测器101是一种对火电厂各项运行数据进行实时监测和采集的设备，其中 包含有通用的工作软件DCS和SIS。
[0020] 2)数据统计处理器102 数据统计处理器102是一种对采集到的数据进行统计和处理的设备，其中包含有通用 的工作软件MINITANB (市场有售)。
[0021] 3)评价指标计算器103 评价指标计算器103是指通用的计算器，计算运行人员的指标得分； 其软件是自行设计的，后面有介绍，涉及方法步骤及其子流程。
[00过 4)数据发布器104 数据发布器104对系统目前各项参数值和指标得分值进行数据发布。
[0023] 本系统的工作机理： 针对发电机组100,通过电厂运行监测器101采集电厂运行数据，由数据统计处理器 102对数据统计分析，并由评价指标计算器103来计算评价指标，最终通过数据发布器104 发布数据，实现优化运行评价。
[0024] 二、方法 如图2,本方法包括下列步骤： ① 定义边界建立索引201 确定机组的工况边界，即确定哪些外界因素（比如煤种、负荷率等）会对最终的评价结 果(优化运行）产生影响，其主要目的是排除外界因素对评价结果的干扰，最终只对运行人 员可控的操作进行评估； ② 建立耗差分析系统202 建立耗差分析系统；是指建立新型的基于可控因子的耗差分析系统； 依据最优工况数据库和关键可控因子对煤耗影响量回归方，建立关键可控因子耗差分 析系统，采用动态基准参数计算方法和六西格玛统计学思想计算新的耗差函数，依据第一 步确定的索引目录，定义工况，建立动态基准体系； ③ 建立基准数据库203 如图3,建立基准数据库203的子流程如下： A、 筛选中间变量301 根据W往运行数据，选取对优化运行影响大的小指标作为中间变量； B、 确定和中间变量关系密切的可控因子302 确定对各个中间变量有哪些可控因子会对该中间变量产生影响； C、 进行单因子试验303 在操作控制平台对某一可控因子进行控制，使其在其变化范围内进行变化，同时通过 电厂运行监测器101监测各个中间变量的变化值； D、 因子筛选304 根据上一步的试验结果，确定和某一中间变量关系较大的可控因子； E、 建立单个可控因子和中间变量之间的关系305 根据单因子试验结果，利用数据统计处理器102统计得出单个可控因子和中间变量之 间的关系表达式； F、 建立单个可控因子和优化运行之间的关系306 根据上一步得出的单个可控因子和中间变量之间的关系，再加上已知的中间变量和 优化运行之间的关系，建立单个可控因子和优化运行之间的关系，找到最优的的可控因子 值； G、 多因子试验307 对多个可控因子进行控制，使其在单因子试验中最优可控因子值附近进行调节，同时 通过电厂运行监测器101监测各个中间变量的变化值； H、 确定最优方式308 根据上一步试验结果确定的最优可控因子组合，作为运行人员操作的指导； 按照上述步骤在不同的边界条件下实施，即可建立整个系统的基准数据库。
[00巧]王计算评价指标204 如图4,计算评价指标204的子流程如下： a、 采集发电厂运行数据401 b、 对数据统计处理402 得到各个指标实际值和基准值之间的差值； C、计算指标得分403 根据数据统计处理的结果和上述的计算公式（100-单项耗差值/耗差可控范围值X 单项权重)，得出运行指标得分； cU数据发布404。
[0026]是建立制度系统205 如图5,建立制度系统205的子流程如下： :、索引工况501 选取工况细则，选择合适的基准定值； II、选择评价指标502 建立关键可控因子选择方式，依据实际情况选择合理的可控因子作为评价考核指标； 涩、优化运行评价503 建立评价细则，设定评价指标得分的等级划分，实施动态考核； IV、 机制完善504 建立完善机制，对系统进行维护和更新； V、 控制管理505 在数据发布器104中进行系统的控制管理，进而实现绩效考核和运行管理。
【权利要求】
1. 一种火电厂优化运行评价系统，包括工作对象：发电机组（100); 其特征在于： 设置有电厂运行监测器（101)、数据统计处理器（102)、评价指标计算器（103)和数据 发布器（104); 其连接关系是： 发电机组（100)、电厂运行监测器（101)、数据统计处理器（102)、评价指标计算器 (103)和数据发布器（104)依次连接。
2. 基于权利要求1所述的火电厂优化运行评价系统的优化运行评价方法，其特征在于 包括下列步骤： ① 定义边界建立索引 通过边界条件设定消除不可控噪音，边界条件主要有煤种边界、负荷边界、设备边界和 环境温度边界； ② 建立耗差分析系统 依据最优工况数据库和关键可控因子对煤耗影响量回归方，建立关键可控因子的耗差 分析系统，采用动态基准参数计算方法和六西格玛统计学思想计算新的耗差函数； ③ 建立基准数据库 通过大量的数据分析与试验得到，基准数据库代表了各个工况下的最优控制策略，并 且随着边界的改变而改变； 基准数据库中关键可控指标代表了机组的特定工况，具有唯一性； 基准指标的变化范围及对优化运行的影响量主要是通过理论计算和MINITAB相关软 件统计分析得出； ④ 计算评价指标 100-单项耗差值/耗差可控范围值X单项权重 其中： 单项耗差值为耗差函数=实际参数-基准参数， 耗差可控范围值为由因子试验或统计分析产生的六个标准差变动范围值对应的耗差 值， 单项权重为单项指标耗差可控范围值/公司或部门确定的用于计入优化运行指标评 价的所有可控参数对应的耗差可控范围值的总和； ⑤ 建立制度系统 主要包括建立索引工况选取细则，选择合适基准值，依据实际情况选择合理的可控因 子作为优化运行的考核指标，建立业绩评价细则，设定指标计算得分等级划分，实施动态考 核，最后建立完善机制，对系统进行维护和更新。
3. 按权利要求2所述的优化运行评价方法，其特征在于步骤③建立基准数据库（203) 的子流程如下： A、 筛选中间变量（301) 根据以往运行数据，选取对优化运行影响大的小指标作为中间变量； B、 确定和中间变量关系密切的可控因子（302) 确定对各个中间变量有哪些可控因子会对该中间变量产生影响； C、 进行单因子试验（303) 在操作控制平台对某一可控因子进行控制，使其在其变化范围内进行变化，同时通过 电厂运行监测器（101)监测各个中间变量的变化值； D、 因子筛选（304) 根据上一步的试验结果，确定和某一中间变量关系较大的可控因子； E、 建立单个可控因子和中间变量之间的关系（305) 根据单因子试验结果，利用数据统计处理器（102)统计得出单个可控因子和中间变量 之间的关系表达式； F、 建立单个可控因子和优化运行之间的关系（306) 根据上一步得出的单个可控因子和中间变量之间的关系，再加上已知的中间变量和 优化运行之间的关系，建立单个可控因子和优化运行之间的关系，找到最优的的可控因子 值； G、 多因子试验（307) 对多个可控因子进行控制，使其在单因子试验中最优可控因子值附近进行调节，同时 通过电厂运行监测器101监测各个中间变量的变化值； H、 确定最优方式（308) 根据上一步试验结果确定的最优可控因子组合，作为运行人员操作的指导； 按照上述步骤在不同的边界条件下实施，即可建立整个系统的基准数据库。
4. 按权利要求2所述的优化运行评价方法，其特征在于步骤I；计算评价指标204的子 流程如下： a、 采集发电厂运行数据（401) b、 对数据统计处理（402) 得到各个指标实际值和基准值之间的差值； c、 计算指标得分（403 ) 根据数据统计处理的结果和上述的计算公式（100-单项耗差值/耗差可控范围值X单项权重)，得出运行指标得分； d、 数据发布（404)。
5. 按权利要求2所述的优化运行评价方法，其特征在于步骤1:建立制度系统205的子 流程如下： I、 索引工况（501) 选取工况细则，选择合适的基准定值； II、 选择评价指标（502) 建立关键可控因子选择方式，依据实际情况选择合理的可控因子作为评价考核指标； III、 优化运行评价（503) 建立评价细则，设定评价指标得分的等级划分，实施动态考核； IV、 机制完善（504) 建立完善机制，对系统进行维护和更新； ''、控制管理（505) 在数据发布器（104)中进行系统的控制管理，进而实现绩效考核和运行管理。
【文档编号】G05B19/418GK104503406SQ201410778565
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】罗家林, 袁俊, 王加林, 王志军, 姚登锋, 黎俊飞, 李锋平 申请人:华润电力湖北有限公司